UNIVERSIDADE FEDERAL DO RIO GRANDE DO NORTE - UFRN FACULDADE DE CIÊNCIAS DA SAÚDE DO TRAIRÍ – FACISA PROGRAMA DE PÓS GRADUAÇÃO EM CIÊNCIAS DA REABILITAÇÃO
FELIPE HEYLAN NOGUEIRA DE SOUZA
EFEITOS DA DUPLA TAREFA EM VARIABILIDADES DE MARCHAS EM IDOSOS
SANTA CRUZ – RN 2018
FELIPE HEYLAN NOGUEIRA DE SOUZA
EFEITOS DA DUPLA TAREFA EM VARIABILIDADES DE MARCHAS EM IDOSOS
Artigo apresentado ao Programa de Pós Graduação em Ciências da Reabilitação da Faculdade de Ciências da Saúde do Trairi da Universidade Federal do Rio Grande do Norte, como requisito parcial para a obtenção do título de Mestre em Ciências da Reabilitação.
Área de concentração: Ciências da Reabilitação.
Orientador: Prof. Dr. Enio Walker Azevedo Cacho
SANTA CRUZ – RN 2018
FELIPE HEYLAN NOGUEIRA DE SOUZA
EFEITOS DA DUPLA TAREFA EM VARIABILIDADES DE MARCHAS EM IDOSOS
Artigo apresentado ao Programa de Pós Graduação em Ciências da Reabilitação da Faculdade de Ciências da Saúde do Trairi da Universidade Federal do Rio Grande do Norte, como requisito parcial para a obtenção do título de Mestre em Ciências da Reabilitação.
Área de concentração: Ciências da Reabilitação.
BANCA EXAMINADORA
Prof. Dr. Enio Walker Azevedo Cacho – Presidente – FACISA/UFRN
Profa. Dra. Núbia Maria Freire Vieira Lima - Interno a Instituição - FACISA/UFRN Prof. Dr. Leonardo Petrus da Silva Paz - Externo a Instituição - UnB
RESUMO
Objetivo: Investigar a deterioração da marcha em diferentes condições associadas ao planejamento cognitivo em idosos saudáveis. Métodos: Trate-se de um estudo transversal, do qual fizeram parte 17 idosas do sexo feminino, entre 60 e 75 anos (66,00 ±4,67). Os indivíduos foram descritos clinicamente por meio dos seguintes instrumentos: Índice de Marcha Dinâmica, Escala de Equilíbrio de Berg e Mine Exame do Estado Mental. O protocolo experimental constou em realizar as três tarefas cognitivas do Stroop test - Palavra (Pal), Cor (Co) e Palavra-Cor (Pal-Co) - em quatro condições de marcha: marcha em esteira (ME), marcha no solo sem perturbações (MS), marcha no solo com perturbações em linha reta (MSPR), e marcha no solo no oito (MS8). Cada tarefa foi executada três vezes, com duração de 20 segundos e intervalos de três minutos. As variáveis cinemáticas, número de passos (NP), cadência (Ca) e Velocidade (VL) foram coletadas por meio de sensores de pressão na esteira ergométrica para a ME e sensores do tipo Foot Switch fixados em palmilhas na MS, MSPR e MS8. Foi analisada a normalidade dos dados e utilizado o ANOVA one-way e correlação de Pearson por meio do software SPSS 2.0. Resultados: As tarefas cognitivas do Stroop test apresentaram uma deterioração no score final do teste, apresentando um efeito significativo da redução do número de Palavras e no número de Cores (p<0,05) em todas as condições quando comparadas a ME (Pal 33,78 ±6,31; Co 23,19 ±5,78) sobre MS (Pal 26,76 ±6,59; Co 16,84 ±5,55), MS8 (Pal 25,72 ±6,53; Co 15,17 ±5,76) e MSPR (Pal 22,94 ±7,22; Co 16,11 ±6,00), já para a Palavra-Cor houve efeito significativo na redução no número de itens (p<0,05) apenas quando comparadas as situações ME (13,58 ±3,16) com MSPR (9,88 ±3,50) e MS8 (9,84 ±3,50). Quando comparado o custo da tarefa Stroop nos passos e cadência da ME com as diferentes condições de marcha no solo, foi observada uma mudança significativa da marcha habitual para mais lenta (p<0,05), já nas situações do solo apenas a MS x MS8 demonstraram haver essas diferenças (p>0,05), já a cadência não houve significância do item cor nas situações do solo (p>0,05), para o item palavra houve mudança do score apenas entre MS x MS8 (p>0,05) e para o item Cor-Palavra houve significância entre MS x MSPR e MS x MS8. Conclusão: Os achados sugerem que a tarefa cognitiva durante condições de marcha estudadas foram alteradas, sofrendo um impacto negativo a medida que a carga era aumentada, e que os padrões de cinemática da marcha
produziram medidas diferentes nos passos e cadência sendo maior visualizadas apenas entre as atividades com giro.
7 ABSTRACT
Objective: To investigate the deterioration of gait in different conditions associated with cognitive planning in healthy elderly. Methods: This is a cross-sectional study involving 17 elderly women with age between 60-75 years (66.00 ± 4.67). Individuals were clinically described by the following instruments: Dynamic Gait Index, Berg Balance Scale, Mine Mental State Examination and Leganés Cognitive Test. The experimental protocol consisted of performing the three cognitive tasks of the Stroop test - Word (Pal), Color (Co) and Word-Color (Pal-Co) - during four gait conditions: treadmill gait (TR), ground gait without disturbance (GR), straight ground gait with disturbances (GRGD), and ground gait at eight (GG8). Each task was performed three times, with duration of 20 seconds and intervals of three minutes. The kinematic variables, number of steps (NS), cadence (Ca) and velocity (VL) was collected through with pressure sensors on the treadmill for TR, was collected through with pressure sensors on the treadmill for TR, and sensors Foot Switch fixed in soles in the GR, GRGD and GG8. The normality of the data was analyzed and the one-way ANOVA and Pearson's correlation were used through SPSS 2.0 software. Results: The cognitive tasks of the Stroop test presented a deterioration in the final score of the test, presenting a significant effect of the reduction of number of Words and number of Colors (p <0.05) in all conditions when compared TR (Pal 33 , 78 ± 6.31, Co 23.19 ± 5.78) to GR (Pal 26.76 ± 6.59, Co 16.84 ± 5.55), GG 8 (Pal 25.72 ± 6.53; 15,17 ± 5,76) and GRGD (Pal 22,94 ± 7,22, Co 16,11 ± 6,00), whereas for word color there was a significant effect on the reduction in the number of items (p <0, 05) only when compared TR (13.58 ± 3.16) to GRGD (9.88 ± 3.50) and GG 8 (9.84 ± 3.50). When comparing the cost of the Stroop task in the steps and cadence in ME wit a different conditions ground gait , a significant change in gait observed from the usual to the slower (p <0.05), already in soil situations only the GR x GG8 demonstraram haver essas diferenças (p> 0.05), whereas the cadence was not significant in color item in soil situations (p>0,05), for the words item there was a change in the score only between GR x GR8 (p<0,05), and for the item Words-Color there was significance between GR x GRGD and GR x GR8 (p> 0.05). Conclusion: The findings suggest that the cognitive task during gait variability was altered, suffering a negative impact as the load was increased, and that patterns of gait kinematics produced different measures in the steps and cadence being larger viewed only between revolving activities.
LISTA DE FIGURAS
Figura 1- Fluxograma representando o processo de seleção amostral.
Figura 2- Circuitos para avaliação da marcha, (A) Marcha em Esteira, (B) Marcha Solo sem Perturbações, (C) Marcha com Perturbações em Linha Reta, (D) Tapete em oito. Figura 3- Figura 3 Médias do Stroop Test nas diferentes condições de marcha, (A) Média dos acertos, (B) Média dos erros.
Figura 4- Média da cadência durante as atividades de marcha realizando o Stroop Test. Figura 5- Comparação intra-grupos dos passos e da cadência.
Figura 6- Média da velocidade da marcha durante as atividades realizadas no Stroop Test.
LISTA DE TABELAS
Tabela 1- Análise descritiva e comparação dos valores dos passos nas condições da marcha com demanda cognitiva.
LISTA DE ABREVIATURAS E SIGLAS
ANOVA- análise de variância DT- Dupla Tarefa
DGI- Dynamic Gait Index
EEB- Escala de Equilíbrio de Berg
FACISA- Faculdade de Ciências da Saúde do Trairi ICM - Interferência Cognitiva Motora
ME- Marcha em Esteira
MEEM- Mine Exame do Estado Mental MS- Marcha no solo
MSPR- Marcha no Solo com Perturbações MS8- Marcha no Solo em Oito
SPSS- Statistical Package for Social Sciences ST- Stroop Test
STROBE - Strengthening the Reporting of Observational Studies in Epidemiology UFRN - Universidade Federal do Rio Grande do Norte
12 SUMÁRIO
1. INTRODUÇÃO... 13
2. REFERENCIAL TEÓRIOCO... 15
2.1 Funções Executivas... 15
2.2 Interferência Cognitivo Motora... 16
2.3 Dupla Tarefa... 17
2.4 Marcha e Dupla Tarefa... 19
3. OBJETIVOS... 21 3.1 Objetivo Geral... 21 3.2 Objetivos Especificos... 21 4. MATERIAIS E MÉTODOS... 22 4.1 Tipo de Pesquisa ... 22 4.2 Local da Pesquisa... 22 4.3 População e Amostra... 22
4.4 Critérios de Inclusão e Exclusão... 23
4.5 Instrumentos para Coleta de Dados... 23
4.5.1 Avaliação da Função Cognitiva... 23
4.5.2 Avaliação do Equilíbrio... 23
4.5.3 Avaliação da Marcha... 24
4.5.4 Instrumentos para reprodução da Marcha... 24
4.5.5 Instrumentos para reprodução das Atividades Cognitivas... 25
4.6 Coleta de Dados... 25
4.7 Riscos... 26
4.8 Benefícios... 27
4.9 Análise Estatística... 27
5. RESULTADOS... 28
6. DISCUSSÃO... 33
7. CONSIDERAÇÕES FINAIS... 36
REFERÊNCIAS... 37
APÊNDICES... 47
APÊNDICE A- TERMO DE CONSETIMENTO LIVRE ESCLARECIDO ANEXOS... 51 ANEXO A – PARECER DO COMITÊ DE ÉTICA EM PESQUISA- FACISA/UFRN
1. INTRODUÇÃO
Um componente crítico do comportamento adaptativo humano é a capacidade de ajustar a alocação de recursos neurais para manter o desempenho cognitivo-motor sob diferentes demandas de tarefas1, 2, e em particular, as mudanças no recrutamento de recursos atencionais, refletidas pelas variações da carga de trabalho cognitiva, são primordiais nos domínios que avaliam o desempenho humano3, 4.
Aumentos nas demandas de tarefas podem resultar em um aumento do esforço cognitivo e um consumo de recursos atencionais além de certo limite, pode alterar a eficiência do processamento cognitivo-motor, resultando em uma redução do desempenho motor4, 5. Esta deterioração do desempenho motor e cognitivo envolvendo demandas concorrentes é chamada de Interferência Cognitiva Motora (ICM)6, 7 referindo-se ao fenômeno no qual a realização de uma tarefa motora simultaneamente a uma tarefa cognitiva, interfere no desempenho de uma ou ambas as tarefas, podendo ser avaliada utilizando condições de Dupla Tarefa (DT)8, 9.
As atividades de Dupla Tarefa são consideradas desestabilizadoras de desempenho, porque envolvem demandas concorrentes de recursos cognitivos e físicos. Esse efeito é denominado como o custo da DT, em que a interferência cognitivo-motor pode causar deterioração de uma ou ambas as tarefas10, 11. O custo da tarefa dupla pode ser observado de forma mais consistente em idosos, onde os recursos de atenção estão cada vez mais focados na marcha12, e é notável que pessoas idosas não consigam adaptar automaticamente a sua marcha ao meio ambiente8, 9.
Devido a esta perda de recursos, não é mais possível reagir adequadamente aos estímulos externos alterados, resultando em uma diminuição da velocidade de caminhada de indivíduos idosos10 e o desempenho cognitivo11. Na literatura, o treino de marcha com dupla tarefa demostram melhoraria na marcha em indivíduos idosos indicando que uma intervenção cognitiva não-farmacológica12, 13 pode melhorar desempenho da marcha, especialmente durante a caminhada de dupla tarefa14, 15, entretanto um estudo longitudinal demonstraram uma relação significativa entre a velocidade da marcha e o declínio cognitivo16. Um pequeno estudo longitudinal também informou que as pessoas com insuficiência cognitiva leve, classificadas como não amnésica, mostraram um maior declínio na velocidade e variabilidade da marcha quando em comparação com pessoas com insuficiência cognitiva amnésica17.
No entanto, a relação entre a marcha e cognição em pessoas idosas sem demência utilizando diferentes estratégias de marcha associadas a diferentes níveis de alocação de atenção, permanecem incertas na literatura16, 17, 18. Dessa forma é necessário esclarecer e avaliar as estratégias de planejamento motor para marcha, quando exigido níveis diferentes de alocação de atenção que causam interferência na DT, empregadas em idoso saudáveis.
2. REVISÃO DA LITERATURA
2.1 Funções Executivas
A região do córtex pré-frontal (PFC) do cérebro regula a função executiva, um nível mais alto de cognição que gerencia e coordena habilidades cognitivas e comportamentos mais básicos25. Função executiva refere-se a processos cognitivos superiores (planejamento, ação intencional, monitoramento de ação e inibição cognitiva) que usam e modificam informações de várias redes corticais para modular e produzir respostas efetivas para uma determinada tarefa19.
Além disso, uma característica comum da função executiva é o recrutamento sistemático do córtex pré-frontal dorsolateral20, que normalmente não é necessário para a memória de trabalho. Como muitos dos déficits relacionados à idade na cognição supostamente ocorrem como consequência da deterioração relacionada à idade no córtex pré-frontal dorsolateral19, a magnitude da interação cognitivo-motora em adultos mais velhos pode depender do envolvimento de função executiva.
A capacidade de andar e a função cognitiva são consideradas importantes determinantes de independência e autonomia na vida adulta. Estudos anteriores mostraram a existência de uma associação entre o estado cognitivo e a função física entre adultos de meia-idade e idosos21, 22. O baixo desempenho nos testes cognitivos tem sido consistente e independentemente associado a declínios significativos no desempenho físico e maior dependência das atividades básicas e instrumentais da vida diária21. Tem sido sugerido que a função cognitiva pode ter um papel significativo nas mudanças subclínicas no status funcional, primeiro por interferir na capacidade do indivíduo de perceber e relatar com precisão seu status funcional e, segundo, por deficiências nas habilidades executivas que são relevantes para o desempenho de atividades complexas e orientadas para objetivos23, 24.
Diminuições associadas à idade na função executiva foram extensivamente relatadas24. Trabalhos anteriores mostraram uma associação significativa entre habilidades executivas e medidas autorreferidas de funcionamento físico, particularmente o desempenho de atividades da vida diária23. Um estudo mostrou que a capacidade cognitiva executiva está relacionada à velocidade da marcha quando contém
obstáculos, mas não à velocidade de marcha normal após o ajuste para o escore Mine Exame do Estado Mental (MMEM) e outras variáveis21 . Estudos anteriores mostraram que a interferência cognitivo-motora pode reduzir a velocidade de caminhada26, 27. Outros resultados sugerem a presença de interferência do processamento cognitivo no desempenho da caminhada, levando a uma situação na qual diferentes processos cerebrais competem por recursos e o desempenho motor pode ser substancialmente comprometido28, 29.
2.2 Interferência Cognitiva Motora
O controle cognitivo é uma habilidade essencial que nos permitem manter um comportamento adaptativo dentro de um ambiente em constante mudança, ou de interromper abruptamente uma ação em curso que não é mais adequado66, para eliminar memórias indesejadas ou irrelevantes, sendo o controle cognitivo constantemente recrutado em nossa vida cotidiana65. Entretanto, quando um situação quando a uma deterioração desse controle, envolvendo demandas concorrentes, pode ser chamado de Interferência Cognitiva Motora30.
Interferência Cognitiva Motora (ICM) refere-se a uma situação em que o desempenho simultâneo de tarefas cognitivas e motoras tem um efeito prejudicial sobre uma, ou ambas as tarefas desempenhadas30. A resolução de interferência bem-sucedida depende do controle cognitivo flexível que suprime as entradas irrelevantes do objetivo, enquanto seleciona e organiza entradas relevantes para o objetivo31. Acreditava-se que a ICM poderia ser causada por uma excessiva capacidade de um individuo para chamar atenção a várias tarefas, entretanto, os dados mais recentes sugerem um papel fundamental de um controle executivo insuficiente32.
O desenvolvimento motor e cognitivo é mais estreitamente relacionado do que anteriormente se pensava33, em especial o desempenho da motricidade grossa, como a locomoção, é um processo meramente automático, mas requer entrada cognitiva de funções superiores34. No contexto motor, a automaticidade se refere a capacidade que tem o sistema nervosos em controlar com sucesso um movimento sem esforço, mesmo quando a atenção é dirigida a outra parte e sem prestar atenção aos movimentos sendo produzidos35.
Uma vez que a deterioração no desempenho pode ocorrer como uma aparente perda de recursos de atenção ou recursos de atenção insuficientes para as tarefas combinadas, é imprescindível avaliar o desempenho de ambas, cognitivas e motoras, em situações simples e com dupla tarefa, uma vez que o padrão de ICM depende de vários fatores, incluindo os tipos de tarefas; níveis de dificuldade, e as características da pessoa que irá executar a tarefa36.
Verghese et al, (2007)37 e Haggard et al, (2000)38, relataram em seus estudos que os efeitos da ICM são observáveis em todas as idades, aumentando com o envelhecimento normal. Segundo Plummer-D'amato et al, (2008)36 o prejuízo no processamento cognitivo motor foi relatado por ter um grande impacto sobre a mobilidade.
Apesar da alta importância da cognição para o estabelecimento de padrões ambulatoriais ideais, a combinação de tarefas cognitivas e motoras pode causar reduções no desempenho de ambas as tarefas, e esse cenário é agravado em idosos39, 40. Curiosamente, as dificuldades impostas pela combinação de tarefas cognitivas e motoras podem realmente ser benéficas se traduzidas em programas de intervenções que podem ajudar os participantes a melhorar sua estabilidade dinâmica, capacidade de processamento, habilidade visuoespacial e função executiva41, 42.
2.3 Dupla Tarefa
O córtex cerebral humano controla as funções cerebrais de ordem elevada incluindo atenção e funções mentais, entre elas a concentração, que contribui para a identificação de erros no controle da postura, bem como para o controle dos movimentos voluntários43.
Muitas atividades da vida diária requerem a realização de mais de uma tarefa ao mesmo tempo, e isso inclui a realização de Dupla Tarefa (DF) que são realizadas de forma simultânea44, 45. Em circunstancias normais, as pessoas são capazes de realizar tarefas motoras e cognitivas ao mesmo tempo, porém em pessoas que adquirem danos neurológicos, a realização de tarefas diferentes ao mesmo tempo será comprometida44.
Segundo Plummer et al. (2013)36 O desempenho de duplas tarefas na vida cotidiana é altamente relevante no desempenho das diversas atividades de vida diária a exemplo de uma caminhada na comunidade, enquanto conversa com um companheiro, ou enquanto se recorda de itens no supermercado para comprar. Portanto, uma
diminuição da capacidade de realizar duplas tarefas, pode impedir significativamente as atividades de vida diária de um indivíduo.
A técnica de dupla tarefa fornece um meio de examinar até que ponto diferentes atividades demandam capacidade de atenção, isto é, utilizar recursos comuns de processamento central. Em experimentos de dupla tarefa, o decréscimo no desempenho que ocorre quando duas tarefas são executadas simultaneamente (em relação ao desempenho da linha de base em cada tarefa individual) indica que ambas as tarefas exigem atenção46.
A diminuição no desempenho em condições de DT tem sido evidência para a ideia de que a capacidade de processamento do cérebro seja limitada, assim, a ICM reflete as demandas de dupla tarefas que concorrem pelos mesmos recursos de processamento limitados dentro do cérebro47. Resultados de estudos anteriores48, 49 que exploram a influência de tarefas cognitivas no desempenho físico destacou que o desempenho da dupla tarefa produziu deficiências significativas na marcha e no desempenho cognitivo, sugerindo que essa interferência poderia ser devido a um aumento da utilização dos recursos centrais ao invés de redução global na capacidade de processamento do paciente.
No entanto, resultados controversos sobre a existência de uma interação cognitivo-motora têm sido relatados, com alguns estudos mostrando alterações no desempenho da tarefa motora, tarefa cognitiva ou ambas as tarefas50, 51, enquanto outras estudos relatam nenhuma interação cognitivo-postural52. Além disso, Papegaaij et al.,(2017)52 indicaram que o compartilhamento de estruturas cerebrais durante o desempenho simultâneo de duas tarefas pode não resultar em diferenças de idade entre jovens e adultos mais velhos.
A falta de consenso sobre a interação cognitivo-motora pode ser devida, pelo menos em parte, à natureza do processo cognitivo, ou seja, se a memória de trabalho ou a função executiva estão envolvidas na tarefa cognitiva52. A vantagem de usar o paradigma da dupla tarefa em indivíduos saudáveis para complementar estudos de pacientes com lesões corticais é que a adaptação após a lesão pode resultar em alterações idiossincráticas no processamento central46.
As metodologias de tarefa dupla fornecem um ambiente que permite a manipulação de tarefas motoras e cognitivas para avaliar a relação cognitivo-marcha. Estudos anteriores indicam que o acréscimo de uma tarefa de processamento de atenção
visual, resolução de problemas, memória ou demanda visual durante a caminhada resulta em deterioração da marcha, função cognitiva ou ambos53, 54, 55; no entanto, estudos avaliaram apenas um aspecto da função cognitiva (por exemplo, tarefa que exige atenção) no ambiente de teste de tarefa dupla, limitando assim as aplicações dos resultados a apenas um aspecto específico da função cognitiva (por exemplo, atenção, memória etc.), não avaliando essas estratégias associadas a demandas diferentes de marcha.
2.4 Marcha e Dupla Tarefa
As atividades da vida diária podem exigir movimentos complexos em diferentes circunstâncias, tais como terrenos irregulares, subidas ou descidas, bem como a presença de obstáculos. Em condições tão desafiadoras, os seres humanos confiam em informações sensoriais (visuais, auditivas e / ou táteis) para perceber os obstáculos e evitá-los56 . Portanto, a deambulação em condições reais, fora do ambiente controlado, pode envolver o processamento cognitivo para guiar a trajetória do membro inferior para um deslocamento seguro. Esse por sua vez envolve o planejamento de movimentos e o cálculo de obstáculos. Essas habilidades pertencem às funções executivas, que são estritamente relacionadas ao desempenho da caminhada57.
Estudos anteriores revelaram uma correlação entre a idade e o equilíbrio prejudicado65,66. Idosos saudáveis apresentam um padrão de marcha mais conservador em terrenos irregulares, com menor velocidade de caminhada, comprimento de passos, variabilidade de tronco e cabeça e maior variabilidade de passos67.Um corpo crescente de pesquisas revela o envolvimento de processos cognitivos de ordem superior em situações posturais e de marcha, como ficar em pé e memorizar ou caminhar durante tarefas cognitivas adicionais68. Esses processos mentais auxiliam na alocação de atenção entre tarefas simultâneas, a adaptação a situações mutáveis e a inibição de informações ou estímulos irrelevantes (na memória de trabalho) são coletivamente conhecidas como funções executivas69.
Alterações na marcha e na função cognitiva associadas a Dupla Tarefa têm sido estudadas de forma crescente, indicando claramente que o desempenho cognitivo e da marcha estão vinculados58. Costa et al., (2016)59 demonstraram mudanças nas ondas
beta e gama se a caminhada exigisse maiores demandas de atenção, enquanto a atenção em repouso poderia induzir mudanças na banda alfa. Além disso, um estudo usando espectroscopia de infravermelho próximo funcional sugeriu aumento da oxigenação (ou seja, ativação) do córtex pré-frontal durante uma tarefa de revisão de precisão60.
Para idosos, a caminhada com dupla tarefa pode revelar problemas funcionais e de controle da mobilidade, que podem estar relacionados ao risco de quedas70, 71. Biomecanicamente, a estabilidade dinâmica pode ser afetada durante a deambulação com DT, já que o indivíduo deve controlar o centro de deslocamentos de massa com uma base variável de apoio72 usando processos sensório-motores e cognitivos, particularmente função executiva e atenção73, enquanto realiza uma segunda tarefa que exige atenção.
Mais notavelmente, estudos foram realizados em esteiras ergométricas, que impõem a velocidade de caminhada aos participantes e podem influenciar a modulação locomotora natural59,60. A deambulação humana em cenários reais geralmente requer pequenas mudanças de direção, bem como comprimento e largura de passo variável. As adaptações posturais envolvem coordenação visual motora e participação substancial de áreas sensoriais e motoras do cérebro61, 62, que usualmente apresentam padrões oscilatórios de aumento e diminuição do poder espectral63, 64. No entanto, faltam estudos que abordem as influências do processamento cognitivo em direção à precisão dos passos na modulação da locomoção no solo.
3. OBJETIVOS
3.1 Geral
O presente estudo irá investigar e comparar a interferência cognitiva motora com tarefas duplas durante a marcha no solo e na esteira de pacientes idosos
3.2. Específicos
Investigar qual atividade cognitiva exerce menor impacto na marcha em sujeitos sem demência
Investigar se a atividade Motora aumenta com treinamento de marcha no solo e na esteira
Analisar os efeitos do treinamento de marcha com interferência cognitiva motora na nas vaiáveis cinemáticas no solo e na esteira
Indivíduos elegíveis recrutados para o estudo: n =42 4. MATERIAIS E MÉTODOS
4.1 Tipo de pesquisa
Trata-se de uma pesquisa de caráter experimental, de caráter transversal 4.2 Local da pesquisa
A pesquisa foi realizada no Laboratório de Motricidade e Fisiologia Humana e no Ambulatório de Fisioterapia da Clínica Integrada da Faculdade de Ciências da Saúde do Trairi (Facisa/UFRN), na cidade de Santa Cruz – RN.
4.3 População e amostra
A amostra deste estudo foi composta por indivíduos saudáveis do sexo feminino, que realizavam atividades em um grupo de idosos saudáveis no Ambulatório de Fisioterapia da Faculdade de Ciências de Saúde do Trairi – FACISA/ UFRN (fluxograma 1).
Indivíduos idosos recrutados para pesquisa: n=24
Exclusões durante a pesquisa (n= 07):
• Não compareceram a todas as avaliações: n=5 • Não se adaptaram a esteira: n=2
Não atenderam aos critérios de inclusão (n= 18): • Negaram participar do estudo: n=11;
• Pontuação inferior a 23 no MEEM n=3; • Pontuação inferior 50 na BERG n=4
Amostra Final: n=17
Figura 1 – Fluxograma da seleção da amostra
4.4 Critérios de inclusão e exclusão
Os critérios empregados para inclusão foram: Aceitabilidade em participar do estudo com a assinatura do Termo de Consentimento Livre e Esclarecido - TCLE (APÊNCIDE A), sujeitos de ambos os gêneros, com idade entre 50 e 75 anos, alfabetizados e escolarizados com pontuação máxima igual a 23 no Mine Exame do Estado Mental, bom desempenho físico, com pontuação igual ou maior que 20 na Dynamic Gait Index (DGI).
Foram excluídos do estudo pacientes que apresentassem na Escala de Equilíbrio de Berg (EEB) ≥ 22, que fizesse uso de dispositivos auxiliares de marcha, afasia de compreensão, patologias associadas que influenciem na deambulação e déficit visual.
4.5 INSTRUMENTOS PARA A COLETA DE DADOS
4.5.1 Avaliação da Função cognitiva
A avaliação do Estado Mental será realizada por meio do instrumento Mine Exame do Estado Mental (MEEM), que é um teste de rastreio cognitivo, que avalia as funções cognitivas, especificamente sinais de demência. O teste contém itens que avaliam desde orientação, memória e atenção, a capacidade de nomeação e de obediência a um comando verbal75. O escore total é de 30 pontos baseados em itens dicotômicos e os pontos de corte 23/24 são usados como sugestivos de déficit cognitivo. 4.5.2 Avaliação do equilíbrio
A Escala de Equilíbrio de Berge (EEB) consiste em uma escala de avaliação funcional do desempenho do equilíbrio, que tem uma pontuação máxima de 56, baseada em 14 itens comuns do dia a dia que avaliam o controle postural, incluindo o estável e o antecipatório e requerem diferentes forças, equilíbrio dinâmico e flexibilidade. Possui uma escala ordinal de 5 alternativas que variam de 0 a 4 pontos76. O teste é simples,
fácil de administrar, seguro e requer um cronômetro e uma régua como equipamentos e a sua execução leva-se em torno de 15 minutos.
4.5.3 Avaliação da Marcha
A avalição funcional da mobilidade da marcha será realizada por meio do Dynamic Gait Index (DGI), que tem com o objetivo avaliar e documentar a capacidade do paciente de modificar a marcha em resposta às mudanças nas demandas de determinadas tarefas. O DGI é constituído de oito tarefas que envolvem a marcha em diferentes contextos como superfície plana, mudanças na velocidade da marcha, movimentos horizontais e verticais da cabeça, passar por cima e contornar obstáculos, giro sobre seu próprio eixo corporal, subir e descer escadas77. Cada tarefa tem pontuações de 0 a 3 onde, 3 = Marcha normal, 2 = comprometimento leve, 1 = comprometimento moderado e 0 = comprometimento grave. A pontuação máxima é de 24 pontos e um escore de 19 pontos ou menos prediz risco para quedas.
Para avaliação laboratorial da marcha em esteira será utilizada um Esteira Ergométrica da marcha EMG System do Brasil Equipamentos Ltda.®, com sensores de pressão para quantificação das pressões dos pés, Sincronizado ao EMG 800C – eletromiografia de superfície. Para captação da pressão dos pés durante a marcha em solo, será acoplado ao eletromiografo, dois sensores Foot Switch da EMG System do Brasil Equipamentos Ltda.®. Esses eletrodos serão instalados abaixo da palmilha do sapato dos indivíduos.
4.5.4 Instrumentos para reprodução da Marcha
Para reprodução laboratorial da Marcha em Esteira (ME) foi utilizada um Esteira Ergométrica da marca EMG System do Brasil Equipamentos Ltda.®, com sensores de pressão para quantificação dos passos, sincronizado ao EMG 800C – eletromiografia de superfície de 8 Canais. Para reprodução da Marcha no Solo (MS), em linha reta, a fim de avaliar a marcha em condições livre, os sujeitos caminharam em um corredor de 60 metros. Para reprodução da Marcha no Solo com Perturbações (MSPR) em linha reta, foram utilizadas duas linhas de cor vermelha medindo 4 cm de largura e 10 metros de cumprimento, foram espaçadas no chão com distância de 15cm entre elas, e para reprodução da Marcha no Solo em Oito (MS8), durante o giro foi utilizado um “tapete”
em forma de oito com correção do diâmetro do anel externo para este estudo, tendo o tapete em oito 10m - dois caminhos em forma de círculos, onde o diâmetro do anel interno mede 1.50m e o diâmetro do anel externo mede 1.80m, ambos os anéis espaçados com 15cm de largura em cada lado78, 79.
4.5.5 Instrumentos para reprodução das atividades cognitivas
Para gerar Interferência Cognitivo Motora, foi utilizado o Stroop Test, que é apresentado em três partes. Na primeira, denominada Cor, o indivíduo realiza a leitura dos nomes das cores impressas em tinta preta. Na segunda, Palavra, o sujeito é direcionado a reconhecer e nomear as cores. Na última parte, denominada Cor e Palavra, o indivíduo deve realizar a nomeação das cores da tinta em que as palavras estão impressas, não levando em consideração a palavra em si, o mais rápido possível80. Nesse estudo, para cada parte, foi utilizado um total de 40 itens, e ao sujeito foi determinado um tempo de 20 segundos para a execução de cada parte, aconselhando-o a realizar a tarefa o mais rápido possível. O escore final levou em consideração o número de itens lidos em cada parte, dentro do tempo pré-estimado, como também o número de erros nas condições Palavra e Cor- Palavra.
Para demonstração e melhor entendimento das palavras e cores a ser executado, foi tilizado um projetor portátil Dell® Luminosidade: 450 lumens ANSI (máx.) taxa de contraste: 10.000:1 típica (FullOn/Full Off) Resolução nativa: WXGA (1.280 x 800) Uniformidade: Típica 80% (padrão japonês — JBMA) Lente do projetor: F-Stop: F/2.0, distância focal: f = 14,95 mm, lente fixa Taxa de deslocamento das lentes: 100% Taxa de projeção: 1,5 (em ângulo e distância) Distância de projeção: 3,18 pés ~ 8,48 pés (0,97 m ~ 2,58 m) Tamanho diagonal da tela: 30" ~ 80" (0,76 m ~ 2,03 m) Cores exibidas: até 1,073 bilhão.
Para as atividades de solo, foi confeccionado cartões com medidas de 22x15 cm contendo os itens do Stroop Teste em fonte tamanho 120.
4.6 Procedimento de coleta de dados
Inicialmente os potencias sujeitos foram esclarecidos verbalmente dos procedimentos aos quais seriam submetidos, e na ocasião instruídos a assinar o TCLE, realizando na sequência a primeira bateria de avaliações clínicas prévias (DGI, MEEM,
EEB) (AVL-01) aos protocolos estabelecidos neste estudo, como parte dos critérios de elegibilidade e caracterização da amostra. Ainda na ocasião os sujeitos inclusos, foram submetidos ao Teste Incremental de Esteira (TIE)81 para padronizar a velocidade na esteira utilizada para cada indivíduo durante as coletas e reduzir os erros. Ainda no primeiro dia, objetivando ajustes para as medidas de desfecho (número de passos, cadência, velocidade, stroop teste) familiarização aos testes, bem como identificar e corrigir vieses no que diz respeito aos procedimentos utilizados durante o treinamento ao qual serão submetidos, foi realizado uma demonstração sobre o protocolo do estudo, sendo os sujeitos colocados na esteira durante 5 minutos para analise das condições de realizar as tarefas, bem como para adaptação com o equipamento.
Uma semana após a AVL- 01 deu-se inicio a segunda bateria do estudo (AVL-02), na qual os sujeitos foram submetidos aos treinamentos na Esteira e no Solo Livre para obtenção dos dados de desfecho. Na ocasião, foram coletados dados referentes a normalidade da cinemática da marcha (número de passos, cadência e velocidade), tanto na Esteira quanto no Solo Livre, e posteriormente deu-se inicio as coletas associadas a carga cognitiva. Uma semana após a AVL-02, os sujeitos foram submetidos a ultima bateria de avaliações (AVL-03), que constou em os sujeitos realizarem as atividades de Marcha no Solo com Perturbações (MSPR) e Marcha no Solo em Oito (MS8) associadas as cargas cognitivas.
Para cada situação de tarefa cognitiva durante a marcha (Palavra, Cor e Cor-Palavra) os sujeitos realizam 3 repetições, com duração de 20 segundos e intervalo de 3 minutos entre cada situação e com intervalos de 5 minutos entre cada condição de marcha (ME, MS, MSPR e MS8) para que não houvesse fadiga por parte dos voluntários ou aprendizado das tarefas cognitivas. Os sujeitos foram orientados a caminharem em uma velocidade confortável durante a realização da marcha em solo82 (Ribeiro et al., 2013), e os responsáveis pelo treinamento não ofereceram nenhum estimulo verbal para aumentarem a velocidade da marcha ou reduzi-la, e os responsáveis se posicionaram posteriormente aos sujeitos para não gerar viés de influência sobre a velocidade da marcha ou sob o desempenho cognitivo.
4.7 Riscos
Esta pesquisa apresentou riscos mínimos para os sujeitos, tais como riscos de quedas durante a caminhada em esteira ou no solo, que foi minimizado através da
presença constante do pesquisar durante os treinamentos, como também de um suporte na esteira para apoio; cansaço, que será minimizado por intervalos de descanso entre as coletas.
4.8 Benefícios
Usufruir dos benefícios proporcionados pelo aprofundamento do conhecimento científico sobre a resposta das técnicas cognitivas associadas as tarefas motoras, no melhor desempenho da marcha e do equilíbrio durante atividades duplas no cotidiano diário.
4.9 Análise estatística
Para os dados de caracterização das avaliações cognitivas, de marcha e equilíbrio da amostra foi utilizada estatística descritiva com média e desvio padrão. A normalidade dos dados foi avaliada utilizando o teste de Shapiro-Wilk, e todas as variáveis apresentaram normalidade e homogeneidade de variância. Foi obtida a média aritmética das três repetições utilizadas durante as coletas e posteriormente a comparação entre os grupos foi realizada para as variáveis paramétricas (Stroop Teste, número de passos e cadência), utilizando a análise de variância (ANOVA) seguido do post hoc de Bonferroni para identificar a localização das diferenças estatísticas. Afim de analisar a correlação entre passo e cadência com o número de acertos no Stroop Teste, foi utilizado o teste de correlação de Pearson. Para todas as análises utilizou-se nível de significância p<0,05. A análise estatística foi realizada por meio do programa Statistical Package for Social Sciences (SPSS), versão 20.0.
4.10 Considerações éticas
Esta pesquisa foi aprovada pelo Comitê de Ética em Pesquisa da Faculdade de Ciências da Saúde do Trairi (FACISA/UFRN) e aprovado sob o parecer 1.933.983/2017. Os sujeitos receberam explicações a respeito do estudo e, ao concordarem com a participação, assinaram o Termo de Consentimento Livre e Esclarecido, conforme Resolução Nº 466/2012 do Conselho Nacional de Saúde/MS, que regulamenta pesquisas envolvendo seres humanos. O Termo de Consentimento Livre e
Esclarecido foi elaborado em duas vias, sendo uma retida pelo sujeito da pesquisa e uma arquivada pelo pesquisador.
5. RESULTADOS
Participaram do estudo 17 idosas do sexo feminino, entre 60 e 75 anos (66,00 ±4,67), alfabetizados e sem comprometidos cognitivos no MEEM (25,88 ±2,26); equilíbrio preservado (53,41 ±2,18) e capacidade de modificar a marcha em resposta às mudanças (23,05±1,29). Quanto ao custo da DT (acertos) obtidos no Stroop Teste, durante as diferentes condições de marcha, assim como o número de erros, pode ser observado na figura 3.
Figura 3. A- Média de acertos no Stroop Test durante as atividades de marcha. Os valores são apresentados em Média. Anova com pós hoc (p<0,05) intra grupo: a= ME e MS; ME e MSPR; ME e MS8; B- Média dos erros no Stroop Test.
Durante a realização da marcha com demanda cognitiva, os sujeitos apresentaram redução no número de passos (Tabela 1) e cadência (Figura 4) durante as atividades cognitivas do Stroop Teste.
Tabela 1. Análise descritiva dos valores (média e desvio padrão) e da ANOVA e Pós Hoc do número de passos nas condições da marcha com demanda cognitiva.
Variáveis Condições (n=17)
Esteira Solo sem
Perturbações Solo com Perturbações Solo em Oito Palavras 41,62 (±10,92) 33,19a (±2,65) 27,92a (±3,73) 27,37a, b (±2,52) Cor 40,37 (±9,76) 32,33a (±2,68) 28,33a (±2,98) 26,68a, b (±3,87) Cor- Palavra 40,19 (±8,74) 31,80a (±4,33) 27,17a (±2,85) 26,58a, b (±3,78)
Os valores são apresentados em Média e Desvio Padrão (±). Anova com pós hoc (p<0,05) entre grupos: a= ME e MS, ME e MSPR, ME e MS8; b= MS e MS8.
Figura 4. Média da cadência durante as atividades de marcha realizando o Stroop Test. Os valores são apresentados em Média. Anova com pós hoc (p<0,05) entre grupos: a=ME e MS; ME e MSPR; ME e MS8; b=MS e MSPR, MS e MS8.
Quando comparada as situações de número de passos sem tarefas na esteira 45,66 (±11,74), com o número de passos no solo sem tarefas 35,07(±2,28) pode-se observar uma redução no número de passos estatisticamente significante (p=0,006). Entretanto, quando comparadas as situações de cadência nas mesmas condições sem tarefa em esteira e solo, respectivamente 2,01(±0,48), 1,67(±0,11), não foram encontradas diferenças significantes (p=1,000). Os resultados do custo (interferência cognitiva) da DT, em várias situações/condições de marcha, nas variáveis cinemáticas estudadas (número de passos e cadência), podem ser observados na figura 5.
No que diz respeito a velocidade, os sujeitos apresentaram um aumento no número de passos durante a atividade em solo sem perturbações e uma redução na velocidade da marcha durante a execução do Stroop Test (p<0,01) nas demais situações, entretanto, durante a realização do item Cor-Palavra, quando comparadas as situações de marcha, não houve diferença (p>0,05) entre as situações MSPR (2,38 ±4,53) com as situações ME (2,23 ±5,03) e MS8 (2,04 ±6,24), assim como também não houve redução significativa da velocidade (p>0,05) quando comparada as situações ME (2,23 ±5,03) com MS8 (2,04 ±6,24). As comparações podem ser observadas na figura 6.
Figura. 5 – Comparação intra-grupos dos passos e da cadência. Os valores são apresentados em Média. Anova com pós hoc (p<0,05) : a= Sem Tarefa e Palavras; Sem Tarefa e Cor; Sem Tarefa e Cor- Palavra.
Quando realizadas as correlações das variáveis passo e cadência com o Stroop Teste (Palavras, Cor, Cor-Palavra), nas condições de marcha (ME, MS, MSPR, MS8) foi possível identificar correlação positiva e significativa apenas na condição de MS8, entra a situação número de passos sem tarefa e cadência sem tarefa com o item Cor do ST (r=500; p=0,04), e correlação entre cadência em MS e o item Cor-Palavra (r= 505; p=0,03). As demais medidas não demostraram haver correlação. As correlações das variáveis do ST com a velocidade nas condições de marcha (ME, MS, MSPR, MS8) não demostraram haver valor significativo (p>0,05) para a correlação entre as mesmas, entretanto, foi possível identificar correlação positiva (r= 658) e significativa (p= 0,01) entre o item Cor – Palavra apenas na condição de MS8.
Figura 6- Os valores são apresentados em Média (A) e Anova com pós hoc (p<0,01) entre grupos (B, C e D) onde: a= ME e MS; ME e MSPR; b= MS e MSPR; MS e MS8; c= MSPR e MS8. A B D C
6. DISCUSSÃO
Diferentes níveis de marcha e um fraco desempenho das funções executivas são fatores de risco na população de idosos83, além disso, a priorização efetiva das tarefas realizadas simultaneamente pode resultar em um aumento do risco de queda quando a flexibilidade cognitiva é limitada84, 85. Nosso objetivo foi investigar a deterioração do desempenho da marcha em diferentes condições associadas ao planejamento cognitivo.
Os achados deste estudo demostraram que os sujeitos ao realizarem as atividades cognitivas com diferentes cargas durante a marcha em esteira e nas diferentes condições do solo apresentaram uma redução da função cognitiva, entretanto nas situações em solo não houve redução significativa no custo (interferência) da DT. Corroborando com essa descoberta um estudo86 explica e relata que o caminhar na esteira pode exigir menos controle cognitivo do que a caminhada em solo, fornecendo maior controle externo do padrão de caminhada.
Para Ludyga et al.,(2016)87 a inibição e a utilização da memória de trabalho durante a mudança de tarefas são componentes fundamentais das funções executivas. Em situações de DT88, as funções executivas tornam-se ainda mais importantes, pois também são responsáveis pelo planejamento e coordenação de processos complexos que são executados simultaneamente (por exemplo, andar e pensar). Para Patel; Bhatt, (2014)14 quanto mais complexa for a tarefa associada durante a realização da marcha, maior será a interferência no desempenho da tarefa principal, entretanto neste estudo embora a inibição tenha acontecido em algumas das situações estudas, e embora seja provável que algumas das abordagens de DT em idosos possam sofrer prejuízos, as tarefas em solo deste estudo não foram suficientes para gerar custos significantes sobre o desempenho cognitivo.
No que diz respeito ao número de passos, nosso estudo demonstrou uma maior redução durante a marcha em solo quando com giro do que durante as demais condições estudadas, indicando que a modalidade de marcha influenciou no número de passos de forma diferente. Segundo Almarwani et al., (2016)89 quando na esteira, a velocidade da marcha é constante, e talvez isso reduz os graus de liberdade e ajuda a minimizar as variações da marcha em relação à caminhada no solo. Além disso, a esteira funciona como um estímulo externo, o que pode diminuir a variabilidade da marcha90.
Para Wrightson e Smeeton (2017)86,este fato se dá uma vez que as diferenças de controle entre as situações de caminhada com DT demonstram efeitos que podem diferir
a depender das modalidades (situações/condições) de marcha utilizada e dos padrões de ativação muscular. Ao resolver duas tarefas simultâneas, as funções do córtex pré-frontal aumentam com o aumento da demanda cognitiva ou a complexidade do movimento, no entanto, se os recursos necessários (por exemplo, o sistema motor) para manter o desempenho de ambas as tarefas não são suficientes, os custos da DT ocorrerão em pelo menos uma das duas tarefas, porque os recursos para processamento de informações no córtex são divididos e alocados para a atividade que supõe ser a mais importante91, 92.
Nesse estudo os custos da DT no número de passos e na cadência apenas entre as situações de caminhada do solo não apresentaram diferenças significativa no seu desempenho, assim como não foram observadas diferenças nas tarefas cognitivas entre as modalidades de marcha no solo. Resultados controversos são apresentados na literatura, onde de acordo com estudos92, 93 a dificuldade da DT influência a alocação do controle cognitivo, ou seja, as mudanças no controle da marcha com DT, deveriam ocorrer com mudanças simultâneas na dificuldade da tarefa cognitiva, o que não foi visto.
Segundo Al-Yahya et al., (2011)47 os resultados atuais do desempenho da DT mostram diferenças na cinemática da cadência, onde por vezes há um aumento, enquanto resultados conflitantes94 demostram haver uma menor cadencia nessa situação de DT em idosos, ficando claro que esses resultados são heterogêneos. Nos últimos anos, o paradigma da DT tem sido usado para avaliar a interação entre marcha e a cognição7, 95 e há um crescente número de pesquisas que apoiam a ideia de que adultos mais velhos que apresentam risco de queda, demonstram uma velocidade de caminhada reduzida em comparação com aqueles sem risco96, no entanto, não há valores aceitos para a velocidade de caminhada de dupla tarefa em adultos mais velho13.
Sabemos que a velocidade da marcha diminui com a idade e que a velocidade da caminhada pode nos ajudar a avaliar as capacidades funcionais de idosos97. A velocidade da marcha é uma medida clínica de uso comum em pessoas idosas, sendo relatada a velocidade normal da marcha para a idade entre 60 e 69 anos como 1,29 m/s e para aqueles com idade entre 70-79 de 1,19 m/s13. Um estudo prospectivo mostrou que existe uma ligação clara entre a velocidade da marcha e as quedas98, além de indicar um aparente efeito protetor contra a queda para aqueles que caminham a uma velocidade usual superior a 1,02 m/s99.
A medida da velocidade da marcha normalmente é realizada em condições de tarefa única, o que não reflete a realidade da vida diária, que muitas vezes requer caminhar enquanto executa uma ou mais tarefas concorrentes13. Embora a população deste estudo não tenha apresentado risco de quedas, nosso estudo demonstra que idosos entre 60 e 75 anos podem atingir uma velocidade inferior a do ponto limiar (1,0m/s) identificado na literatura98, sendo um indicador do desempenho físico e funcional da população estudada, mesmo em condições de DT.
Levando-se em consideração que a velocidade média de caminhada dos participantes é significativamente inferior a 1,0m/s em condições de tarefa única98, os resultados deste estudo, demostram que em atividades de DT há uma redução da velocidade quando os sujeitos realizam as atividades de marcha na esteira ou quando no solo. Entretanto, durante a caminhada no MS, contraditoriamente os sujeitos apresentaram uma velocidade média maior que nas demais condições e até mesmo maior que em tarefas únicas como disposto na literatura98.
Quando correlacionados os dados cinemáticos da marcha (número de passos, cadência e velocidade), os resultados deste estudo demonstraram haver relação apenas entre o item Cor com a MS8 durante os passos e cadência, assim como um aumento da velocidade na situação MS8 durante o item Cor-Palavra. De acordo com Montero-Odasso, Muir e Speechley (2011)100 a variação da marcha aumenta com o aumento das dificuldades das tarefas, e além disso101, o desempenho reduzido se correlaciona com o controle executivo diminuído.
CONSIDERAÇÕES FINAIS
Os achados deste estudo destaca a importância de investigar e entender como diferentes tarefas, especialmente tarefas complexas dão origem as mudanças observadas em todas as características da marcha, considerando intervenções que não se concentrem apenas na cinemática da marcha, mas também no controle motor.
Embora este estudo ajude a compreender melhor os impactos de diferentes níveis de alocação de atenção sobre diferentes condições de marcha, estudos futuros são necessários para investigar o impacto da interferência cognitivo motora com diferentes condições de marcha em outras populações, tornando assim possível que os programas de exercícios terapêuticos sejam então projetados para enfrentar deficiências específicas que possam resultar em melhorias na função da marcha.
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